DE19859160C1 - Rüttelvorrichtung für Steinformmaschinen - Google Patents

Rüttelvorrichtung für Steinformmaschinen

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DE19859160C1
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B06BMETHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
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    • B06B1/10Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of mechanical energy
    • B06B1/16Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of mechanical energy operating with systems involving rotary unbalanced masses
    • B06B1/161Adjustable systems, i.e. where amplitude or direction of frequency of vibration can be varied
    • B06B1/166Where the phase-angle of masses mounted on counter-rotating shafts can be varied, e.g. variation of the vibration phase

Abstract

Die Rüttelvorrichtung weist einen auf einem Maschinenrahmen (25) federnd abgestützten Rütteltisch (1) auf, unter dessen Tischplatte (2) Rüttler (3-6) angebracht sind. Die Rüttler (3-6) sind mit einem motorisch angetriebenen Rotor (8) ausgerüstet, in dem ein Unwuchtkolben (12) radial zur Rotorachse (13-13) verschiebbar geführt ist. Die Rüttelvorrichtung ist mit einer Regeleinrichtung zur stufenlosen Regelung der auf den Rütteltisch (1) wirkenden Rüttelkraft und der Rüttelamplitude ausgestattet, wobei die Regelung auf einer synchronen Verstellung der Exzentrizität (e) der Unwuchtkolben (12) der Rüttler (3-6) des Rütteltisches (1) basiert. Die Rüttelvorrichtung ist ferner mit einer Regelung der Rüttelfrequenz und der Winkellage der Unwuchtkolben (12) zueinander für eine Schrägrüttlung des Rütteltisches (1) ausgerüstet.

Description

Die Erfindung betrifft eine Rüttelvorrichtung für Steinformmaschinen, mit einem auf einem Maschinenrahmen federnd abgestützten Rütteltisch und auf diesen wirkenden, als Kreisschwinger ausgebildeten und parallel zueinander angeordneten Rüttlern mit einem Rotor, der in einem an der Tischplatte des Rütteltisches befestigten Gehäuse drehbar gelagert und mit mindestens einem Unwuchtkörper ausgerüstet ist, wobei die Rüttler zur Erzeugung von gerichteten Schwingungen paarweise einander zugeordnet und gegenläufig angetrieben sind, sowie mit einer Regeleinrichtung zur stufenlosen Regelung der auf den Rütteltisch wirkenden Rüttelkraft und der Rüttelamplitude durch eine Regelung der Rüttelfrequenz und Winkellage der Unwuchtkörper zueinander, wobei diese Regelung auf einer synchronen Verstellung der Unwuchtkörper der Rüttler basiert (DE 195 11 608 A1).
Die DE 195 43 978 A1 beschreibt eine Rüttelvorrichtung für Steinformmaschinen, die einen unter der Tischplatte eines Rütteltisches angebrachten Rotor mit einer Zylinderkammer aufweist, in der ein Unwuchtkolben radial zur Rotorachse verschiebbar geführt ist. Die eine Stirnfläche des Unwuchtkolbens ist durch eine Stellfeder und die andere Stirnfläche des Unwuchtkolbens durch ein Druckmittel mit einstellbarem Druck zur Regelung der Fliehkraft der Rüttelvorrichtung und der durch diese bestimmten Rüttelkraft sowie der Rüttelamplitude während des laufenden Betriebs durch eine Verstellung der Exzentrizität des Unwuchtkolbens zur Rotorachse beaufschlagt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Rüttelvorrichtung der gattungsgemäßen Art unter Verwendung der aus der DE 196 43 978 A1 bekannten Rotoren mit einer Regelvorrichtung zur synchronen Verstellung der Exzentrizität der Unwuchtkolben der Rotoren zu entwickeln.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch eine Rüttelvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1.
Die Unteransprüche beinhalten vorteilhafte und zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung.
Die neue Rüttelvorrichtung verkörpert eine optimale Lösung der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabenstellung.
Die Erfindung ist nachstehend anhand schematischer Zeichnungen erläutert, die folgendes darstellen:
Fig. 1 die Unteransicht des Rütteltisches mit dem teilweise dargestellten Maschinenrahmen einer Rüttelvorrichtung für Steinformmaschinen und
Fig. 2 einen vergrößerten Längsschnitt eines unter der Tischplatte der Rüttelvorrichtung angebrachten Rüttlers.
Die Rüttelvorrichtung für Steinformmaschinen nach Fig. 1 weist einen Rütteltisch 1 auf, der federnd auf einem Maschinenrahmen 25 abgestützt ist und unter dessen Tischplatte 2 vier als Kreisschwinger ausgebildete Rüttler 3-6 gleicher Bauart parallel zueinander in Reihe angebracht sind.
Der in Fig. 2 dargestellte Rüttler 3 besitzt ein unter der Tischplatte 2 befestigtes Gehäuse 7, in dem ein Rotor 8 drehbar gelagert ist, der durch einen unter der Tischplatte 2 angebrachten Motor 9 angetrieben wird, der über eine gelenkige, drehsteife Kupplung 10 mit dem Rotor 8 verbunden ist. Der Rotor 8 weist eine Zylinderkammer 11 auf, in der ein Unwuchtkolben 12 radial zur Rotorachse 13-13 verschiebbar geführt ist, dessen eine Stirnfläche 12a durch eine Stellfeder 14 und dessen andere Stirnfläche 12b durch ein Druckmittel wie Öl mit einstellbarem Druck zur Regelung der Fliehkraft und der durch diese bestimmten Rüttelkraft des Rüttlers 3 während des laufenden Betriebs durch eine Verstellung der Exzentrizität e des Unwuchtkolbens 12 zur Rotorachse 13-13 beaufschlagt ist.
Der Rütteltisch 1 ist mit einer Regeleinrichtung zur stufenlosen Regelung der Rüttelkraft und der Rüttelamplitude im Betrieb ausgerüstet, wobei die Regelung auf einer synchronen Verstellung der Exzentrizität e der Unwuchtkolben 12 der vier Rüttler 3-6 des Rütteltisches 1 basiert.
Die Regeleinrichtung für die Rüttelkraft und die Rüttelamplitude umfaßt einen unter der Tischplatte 2 des Rütteltisches 1 angebrachten hydraulischen Stellzylinder 15, ein durch diesen um einen bestimmten Stellhub 16 verschiebbar geführtes Querjoch 17 sowie den einzelnen Rüttlern 3-6 zugeordnete Regelzylinder 18, die koaxial zur Rotorachse 13-13 angeordnet sind und deren Gehäuse 19 mit dem Rotor 8 des zugehörigen Rüttlers 3-6 einteilig ausgebildet ist, wobei die Zylinderkammer 20 der Regelzylinder 18 über einen Verbindungskanal 21 im Rotor 8 an die Zylinderkammer 11 des Rotors 8 des zugehörigen Rüttlers 3-6 angeschlossen ist und der Stellkolben 22 der Regelzylinder 18 über die drehfeste Kolbenstange 23 mit dem Querjoch 17 verbunden ist. Der Stellkolben 22 der Regelzylinder 18 ist auf der Kolbenstange 23 drehbar gelagert.
Das Stellelement 24 des Stellzylinders 15 ist mit dem Querjoch 17 gelenkig verbunden, und das Querjoch 17 ist auf am Maschinenrahmen 25 des Rütteltisches 1 angebrachten Führungsbolzen 26 verschiebbar geführt.
Das Querjoch 17 ist mit der Kolbenstange 23 des Stellkolbens 22 des Regelzylinders 18 der einzelnen Rüttler 3-6 kraftschlüssig verbunden, um beim Rüttelvorgang eine Relativbewegung zwischen den Rüttlern 3-6 und dem Querjoch 17 zu ermöglichen.
Die linke Hälfte der Fig. 1 zeigt das Querjoch 17 zur synchronen Verstellung der Exzentrizität e der Unwuchtkolben 12 der Rüttler 3-6 des Rütteltisches 1 in der Ausgangsstellung 17a, in der die Stellkolben 22 der Regelzylinder 18 der Rüttler 3, 4 durch die Kolbenstangen 23 in der vorderen Endstellung 22a gehalten werden, so daß das Drucköl aus den Zylinderkammern 20 der Regelzylinder 18 über den Verbindungskanal 21 in den Rotoren 8 der Rüttler 3, 4 in die Zylinderkammern 11 der Rotoren gedrückt und dadurch die Unwuchtkolben 12 der Rüttler 3, 4 entgegen der Federkraft der Stellfedern 14 in einer Mittelstellung 12c koaxial zur Rotorachse 13-13 gehalten werden. In der Mittelstellung 12c der Unwuchtkolben 12 treten an den Rotoren 8 keine Fliehkräfte auf, so daß von den Rüttlern 3, 4 keine Rüttelkraft erzeugt wird.
Die rechte Hälfte der Fig. 1 veranschaulicht das Querjoch 17 in der aus der Ausgangsstellung 17a mittels des Stellzylinders 15 um den Stellhub 16 ausgefahrenen Endstellung 17b, in der die Stellkolben 22 der Regelzylinder 18 der Rüttler 5, 6 durch die Kolbenstangen 23 in der hinteren Endstellung 22b gehalten werden, so daß die Unwuchtkolben 12 der Rüttler 5, 6 bei abgebautem Öldruck in den Zylinderkammern 11 der Rotoren 8 unter Einwirkung der Federkraft der Stellfedern 14 sowie der Fliehkraft aus der Mittelstellung 12c um die Exzentrizität e in eine äußere Endstellung 12d radial zur Rotorachse 13-13 verschoben werden und das Drucköl durch die Unwuchtkolben 12 aus den Zylinderkammern 11 der Rotoren 8 über den Verbindungskanal 21 in die Zylinderkammern 20 der Regelzylinder 18 gedrückt wird. In der äußeren Endstellung 12d der Unwuchtkolben 12 wird von den Rüttlern 5, 6 eine maximale, auf die Tischplatte 2 des Rütteltisches 1 wirkende Rüttelkraft und eine Rüttelschwingung des Rütteltisches mit einer maximalen Amplitude erzeugt.
Durch eine entsprechende Ansteuerung des Stellzylinders 15 der Regeleinrichtung kann eine stufenlose, synchrone Verstellung der Exzentrizität e der Unwuchtkolben 12 der Rüttler 3-6 vorgenommen und dadurch eine stufenlose Regelung der Fliehkräfte der Rüttler und der aus diesen resultierenden, auf die Tischplatte 2 des Rütteltisches 1 wirkenden Rüttelkraft zwischen dem Wert Null und einem Maximalwert ohne Erzeugung von Schwebungen durch Winkellagenänderung durchgeführt werden.
Zur Erzeugung von gerichteten Schwingungen bilden die Rüttler 3, 6 und 4, 5 Rüttelpaare, die durch die zugehörigen Motoren 9 gegenläufig angetrieben werden.
Die Regelung der Drehzahl der Antriebsmotoren 9 der Rüttler 3-6 und der daraus resultierenden Rüttelfrequenz erfolgt über Servoumrichter in einem Master-Slave-Verbund.
Zur Erzeugung einer senkrecht auf die Tischplatte 2 des Rütteltisches 1 wirkenden Rüttelkraft drehen alle vier Motoren 9 ständig mit vorgegebener Drehzahl im Gleichlauf, wobei die winkelsynchron umlaufenden Unwuchtkolben 12 der vier Rüttler 3-6 so zueinander gerichtet sind, daß sich die Fliehkräfte der Rotoren 8 in senkrechter Richtung zur Tischplatte 2 addieren, d. h. gleichgerichtet sind, und sich die Fliehkräfte der Rüttler 3-6 parallel zur Tischplatte 2 gegenseitig aufheben, d. h. entgegengesetzt gerichtet sind.
Zur Erzeugung einer Schrägrüttlung, d. h. eines schräg auf die Tischplatte 2 einwirkenden Rüttelstoßes, der im Hinblick auf eine optimale Verdichtung des Betons zu Beginn des Rüttelvorganges von Vorteil ist, wird die Drehzahl der Antriebsmotoren 9 z. B. der Rüttler 4 und 5 kurzzeitig gegenüber der Drehzahl der Antriebsmotoren 9 der Rüttler 3 und 6 um den gleichen Betrag verringert oder erhöht, bis die gewünschte Änderung der Winkellage der Unwuchtkolben 12 der Rüttler 4 und 5 zu den Unwuchtkolben 12 der Rüttler 3 und 6 erreicht ist, um anschließend die Drehzahl der Antriebsmotoren 9 der Rüttler 4 und 5 auf die Drehzahl der Antriebsmotoren 9 der Rüttler 3 und 6 zurückzuregeln. Die Rückstellung der Unwuchtkolben 12 der Rüttler 4 und 5 zu den Unwuchtkolben 12 der Rüttler 3 und 4 in die winkelsynchrone Lage erfolgt in entgegengesetzt gleicher Weise.
Die verschiedenen Betriebsparameter der Rüttelvorrichtung, nämlich Rüttelkraft, Rüttelamplitude, Rüttelfrequenz und Rüttelstoß können über einen Rechner eingestellt werden.
Bezugszeichen
1
Rütteltisch
2
Tischplatte
3
Rüttler
4
Rüttler
5
Rüttler
6
Rüttler
7
Gehäuse von
3-6
8
Rotor
9
Antriebsmotor von
8
10
Kupplung zwischen
8
und
9
11
Zylinderkammer von
8
12
Unwuchtkolben in
11
12
a Stirnfläche von
12
12
b Stirnfläche von
12
12
c Mittelstellung von
12
12
d äußere Endstellung von
12
13-13
Rotorachse
14
Stellfeder
15
Stellzylinder für
17
16
Stellhub von
17
17
Querjoch
17
a Ausgangsstellung von
17
17
b Endstellung von
17
18
Regelzylinder von
3-6
19
Gehäuse von
18
20
Zylinderkammer von
18
21
Verbindungskanal in
8
zwischen
20
und
11
22
Stellkolben von
18
22
a vordere Endstellung von
22
22
b hintere Endstellung von
22
23
Kolbenstange von
22
24
Stellelement von
15
25
Maschinenrahmen von
1
26
Führungsbolzen an
25
e Exzentrizität von
12

Claims (7)

1. Rüttelvorrichtung für Steinformmaschinen, mit einem auf einem Maschinenrahmen federnd abgestützten Rütteltisch und auf diesen wirkenden, als Kreisschwinger ausgebildeten und parallel zueinander angeordneten Rüttlern mit einem Rotor, der in einem an der Tischplatte des Rütteltisches befestigten Gehäuse drehbar gelagert und mit mindestens einem Unwuchtkörper ausgerüstet ist, wobei die Rüttler zur Erzeugung von gerichteten Schwingungen paarweise einander zugeordnet und gegenläufig angetrieben sind, sowie mit einer Regeleinrichtung zur stufenlosen Regelung der auf den Rütteltisch wirkenden Rüttelkraft und der Rüttelamplitude durch eine Regelung der Rüttelfrequenz und der Winkellage der Unwuchtkörper zueinander, wobei diese Regelung auf einer synchronen Verstellung der Unwuchtkörper der Rüttler basiert, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (8) der Rüttler (3-6) in an sich bekannter Weise eine Zylinderkammer (11) aufweist, in der ein Unwuchtkolben (12) radial zur Rotorachse (13-13) verschiebbar geführt ist, dessen eine Stirnfläche (12a) durch eine Stellfeder (14) und dessen andere Stirnfläche (12b) durch ein Druckmittel mit einstellbarem Druck zur Regelung der Fliehkraft der Rüttler (3-6) und der durch diese bestimmten Rüttelkraft sowie der Rüttelamplitude während des laufenden Betriebs durch eine Verstellung der Exzentrizität (e) des Unwuchtkolbens (12) zur Rotorachse (13-13) beaufschlagt ist, und daß die Regeleinrichtung zur synchronen Verstellung der Exzentrizität (e) der Unwuchtkolben (12) der Rüttler (3-6) einen unter der Tischplatte (2) des Rütteltisches (1) angebrachten Stellzylinder (15), ein durch diesen um einen bestimmten Stellhub (16) verschiebbar geführtes Querjoch (17) sowie den einzelnen Rüttlern (3-6) zugeordnete Regelzylinder (18) umfaßt, deren Zylinderkammer (20) an die Zylinderkammer (11) des Rotors (8) des zugehörigen Rüttlers (3-6) angeschlossen ist und deren Stellkolben (22) über die Kolbenstange (23) mit dem Querjoch (17) verbunden ist, wobei der Stellkolben (22) der Regelzylinder (18) und der Unwuchtkolben (12) der Rotoren (8) in ein gemeinsames Druckmittelsystem eingebunden sind.
2. Rüttelvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellelement (24) des Stellzylinders (15) mit dem Querjoch (17) gelenkig verbunden ist und das Querjoch (17) auf am Maschinenrahmen (25) des Rütteltisches (1) angebrachten Führungsbolzen (26) verschiebbar geführt ist.
3. Rüttelvorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Querjoch (17) mit der Kolbenstange (23) des Stellkolbens (22) des Regelzylinders (18) der einzelnen Rüttler (3-6) kraftschlüssig verbunden ist.
4. Rüttelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Regelzylinder (18) der Rüttler (3-6) koaxial zur Rotorachse (13-13) derselben angeordnet und an den Rotor (8) angesetzt ist und daß der Stellkolben (22) der Regelzylinder (18) auf der drehfesten Kolbenstange (23) desselben drehbar gelagert ist.
5. Rüttelvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (8) der Rüttler (3-6) und das Gehäuse (19) des zugehörigen Regelzylinders (18) einteilig ausgebildet sind.
6. Rüttelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch gelenkige, drehsteife Kupplungen (10) zur Verbindung der an der Tischplatte (2) des Rütteltisches (1) befestigten Antriebsmotoren (9) mit den Rotoren (8) der Rüttler (3-6).
7. Rüttelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch eine Regelung der Drehzahl der Antriebsmotoren (9) der Rüttler (3-6) zur Regelung der Rüttelfrequenz und der gegenseitigen Winkellage der Unwuchtkolben (12) der Rotoren (8) der Rüttler (3-6) für eine Schrägrüttlung über Servoumrichter in einem Master-Slave- Verbund.
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